Erstellung eines Windgenerators bedeutet nicht unbedingt die Herstellung eines großen und leistungsstarken Komplexes, der ein ganzes Haus oder eine Gruppe von Verbrauchern mit Strom versorgen kann. Es ist möglich, eines zu erstellen, bei dem es sich tatsächlich um ein funktionierendes Modell einer seriösen Installation handelt. Der Zweck einer solchen Veranstaltung könnte sein:
- Einführung in die Grundlagen der Windenergie.
- Gemeinsame Lernaktivitäten mit Kindern.
- Eine experimentelle Probe vor dem Bau einer großen Anlage.
Für den Bau einer solchen Windmühle sind keine großen Materialien oder Werkzeuge erforderlich; Sie können mit improvisierten Mitteln auskommen. Sie können nicht damit rechnen, nennenswerte Energiemengen zu erzeugen, aber es kann ausreichen, um eine kleine LED-Lampe zu betreiben. Das Hauptproblem, das bei der Erstellung besteht, ist der Generator. Es ist schwierig, es selbst zu erstellen, da die Abmessungen des Geräts klein sind. Am einfachsten zu verwenden ist , mit dem Sie es im Generatormodus verwenden können.
Selbstgebaute Windmühle basierend auf einem Schrittmotor
Am häufigsten, wenn Produktion von Windgeneratoren mit geringer Leistung Es kommen Schrittmotoren zum Einsatz. Die Besonderheit ihres Designs ist das Vorhandensein mehrerer Wicklungen. Typischerweise werden Motoren je nach Größe und Verwendungszweck mit 2, 4 oder 8 Wicklungen (Phasen) hergestellt. Wenn an sie wiederum Spannung angelegt wird, dreht sich die Welle entsprechend um einen bestimmten Winkel (Schritt).
Der Vorteil von Schrittmotoren besteht darin, dass sie bei niedrigen Drehzahlen einen ausreichend hohen Strom erzeugen können. Sie können ein Laufrad an einem Generator von einem Schrittmotor aus installieren, ohne dass Zwischengeräte erforderlich sind – Zahnräder, Getriebe usw. Die Stromerzeugung erfolgt mit der gleichen Effizienz wie bei Geräten anderer Bauart mit Overdrive-Getrieben.
Der Geschwindigkeitsunterschied ist ziemlich groß – um beispielsweise bei einem Kommutatormotor das gleiche Ergebnis zu erzielen, ist eine 10- oder 15-mal höhere Drehzahl erforderlich.
Es wird angenommen, dass Sie mit einem Generator aus einem Schrittmotor Batterien oder Akkus aufladen können Mobiltelefone, aber in der Praxis werden positive Ergebnisse äußerst selten beobachtet. Grundsätzlich handelt es sich um Stromquellen für kleine Lampen.
Zu den Nachteilen von Schrittmotoren gehört der erhebliche Kraftaufwand, der zum Starten der Drehung erforderlich ist. Dieser Umstand verringert die Empfindlichkeit des gesamten Systems, was durch eine Vergrößerung der Fläche und Spannweite der Schaufeln etwas korrigiert werden kann.
Solche Motoren findet man in alten Diskettenlaufwerken, Scannern oder Druckern. Alternativ können Sie auch kaufen neuer Motor, sofern vorrätig gewünschtes Gerät es wird nicht so sein. Um eine größere Wirkung zu erzielen, sollten größere Motoren gewählt werden; sie sind in der Lage, eine Spannung zu erzeugen, die groß genug ist, um irgendwie verwendet zu werden.
Windgenerator aus Druckerteilen
Ein von passende Optionen- Verwendung eines Schrittmotors vom Drucker. Er lässt sich aus einem defekten Altgerät ausbauen, jeder Drucker verfügt über mindestens zwei dieser Motoren. Alternativ können Sie auch ein neues, unbenutztes Gerät kaufen. Es ist in der Lage, selbst bei leichtem Wind, der für die meisten Regionen Russlands typisch ist, etwa 3 Watt Leistung zu erzeugen. Die erreichbare Spannung beträgt 12 V oder mehr, wodurch das Gerät als Batterieladegerät betrachtet werden kann.
Schrittmotor erzeugt Wechselspannung. Es ist notwendig, dass der Benutzer es zuerst gerade richtet. Sie müssen einen Diodengleichrichter erstellen, der 2 Dioden für jede Spule benötigt. Sie können die LED direkt an die Spulenanschlüsse anschließen; wenn die Drehzahl ausreichend ist, reicht dies aus.
Am einfachsten lässt sich das Rotorlaufrad direkt auf der Motorwelle montieren. Dazu ist es notwendig, ein Mittelteil anzufertigen, das fest auf der Welle sitzt. Um die Fixierung des Laufrads zu verstärken, ist es notwendig, ein Loch zu bohren und ein Gewinde darin zu schneiden. Anschließend wird darin eine Sicherungsschraube eingeschraubt.
Für die Herstellung von Schaufeln werden üblicherweise Polypropylen-Abwasserrohre oder andere geeignete Materialien verwendet. Die Hauptvoraussetzung ist ein geringes Gewicht und eine ausreichende Festigkeit, da die Klingen teilweise recht ordentliche Geschwindigkeiten erreichen. Die Verwendung unzuverlässiger Materialien kann dazu führen, dass das Laufrad während des Betriebs auseinanderfällt.
Klingen
Normalerweise werden 2 Klingen hergestellt, es können jedoch auch mehr hergestellt werden. Daran muss man sich erinnern Die große Fläche der Rotorblätter erhöht den KIEW der Windmühle, aber parallel dazu erhöht sich die auf die Motorwelle übertragene Frontlast des Laufrads. Es wird auch nicht empfohlen, kleine Klingen herzustellen, da diese das Festklemmen der Welle beim Starten der Drehung nicht überwinden können.
Um die Windmühle um eine vertikale Achse drehen zu können, müssen Sie eine spezielle Einheit herstellen. Die Schwierigkeit dabei liegt darin, dass sichergestellt werden muss, dass sich das vom Generator kommende Kabel nicht bewegt. Da das Gerät eher einen dekorativen Zweck hat, gehen sie das Problem meist einfacher an: Sie installieren den Verbraucher direkt am Generatorgehäuse und machen so das Vorhandensein eines langen Kabels überflüssig. Andernfalls müssen Sie ein System wie einen Bürstenkollektor installieren, was irrational und zeitaufwändig ist.
Mast
Die zusammengebaute Windmühle muss in einer Höhe von mindestens 3 Metern installiert werden. Windströmungen in der Nähe der Erdoberfläche haben aufgrund von Turbulenzen eine instabile Richtung. Wenn Sie ihn auf eine bestimmte Höhe anheben, erhalten Sie gleichmäßigere Strömungen. Für Selbstinstallation Entlang der Rotationsachse ist im Wind ein Heckstabilisator installiert, der die Rolle einer Wetterfahne übernimmt. Es besteht aus einem beliebigen Stück Kunststoff, einer Aluminiumplatte oder einem anderen verfügbaren Material.
Als Generator für eine Windmühle eignet sich ein Schrittmotor (SM) für einen Drucker. Selbst bei niedriger Drehzahl erzeugt er etwa 3 Watt Leistung. Die Spannung kann über 12 V ansteigen, was das Laden einer kleinen Batterie ermöglicht.
Nutzungsgrundsätze
Die für das russische Klima charakteristischen Windturbulenzen in den Oberflächenschichten führen zu ständigen Änderungen ihrer Richtung und Intensität. Große Windgeneratoren mit einer Leistung von mehr als 1 kW werden träge sein. Dadurch haben sie keine Zeit, sich vollständig zu entspannen, wenn sich die Windrichtung ändert. Dies wird auch durch das Trägheitsmoment in der Rotationsebene behindert. Wenn Seitenwind auf eine in Betrieb befindliche Windkraftanlage einwirkt, erfährt diese enorme Belastungen, die zu einem schnellen Ausfall führen können.
Es empfiehlt sich, einen selbstgebauten Windgenerator mit geringer Leistung und unbedeutender Trägheit zu verwenden. Mit ihrer Hilfe können Sie stromsparende Handy-Akkus aufladen oder Ihre Datscha mit LEDs beleuchten.
Zukünftig ist es besser, sich auf Verbraucher zu konzentrieren, die keine Umwandlung der erzeugten Energie benötigen, beispielsweise zur Warmwasserbereitung. Ein paar Dutzend Watt Energie können durchaus ausreichen, um die Temperatur aufrechtzuerhalten heißes Wasser oder zur zusätzlichen Erwärmung der Heizungsanlage, damit diese im Winter nicht einfriert.
Elektrischer Teil
Als Generator können Sie einen Schrittmotor (SM) für einen Drucker in eine Windmühle einbauen.
Selbst bei niedriger Drehzahl erzeugt er etwa 3 Watt Leistung. Die Spannung kann über 12 V ansteigen, was das Laden einer kleinen Batterie ermöglicht. Andere Generatoren arbeiten effektiv bei einer Drehzahl von mehr als 1000 U/min, sind jedoch nicht geeignet, da die Windmühle mit einer Drehzahl von 200-300 U/min dreht. Hier ist ein Getriebe erforderlich, das jedoch zusätzlichen Widerstand erzeugt und zudem hohe Kosten verursacht.
Im Generatorbetrieb produziert der Schrittmotor Wechselstrom, der mithilfe eines Paares von Diodenbrücken und Kondensatoren problemlos in Gleichstrom umgewandelt werden kann. Die Schaltung lässt sich leicht mit den eigenen Händen zusammenbauen.
Durch den Einbau eines Stabilisators hinter den Brücken erhalten wir eine konstante Ausgangsspannung. Zur optischen Kontrolle können Sie zusätzlich eine LED anschließen. Um Spannungsverluste zu reduzieren, werden Schottky-Dioden zur Gleichrichtung eingesetzt.
In Zukunft wird es möglich sein, eine Windkraftanlage mit einem stärkeren Motor zu bauen. Ein solcher Windgenerator wird ein hohes Anlaufdrehmoment haben. Das Problem kann durch Abschalten der Last beim Anfahren und bei niedrigen Drehzahlen behoben werden.
Wie man einen Windgenerator baut
Sie können die Klingen selbst aus PVC-Rohren herstellen. Die gewünschte Krümmung wird gewählt, wenn man sie mit einem bestimmten Durchmesser nimmt. Der Messerrohling wird auf das Rohr gezogen und anschließend mit einer Trennscheibe ausgeschnitten. Die Spannweite des Propellers beträgt ca. 50 cm und die Breite der Flügel 10 cm. Anschließend sollten Sie die Hülse mit Flansch auf die Größe der Motorwelle schleifen.
Es wird auf die Motorwelle montiert und zusätzlich mit Schrauben befestigt, an den Flanschen sind Kunststoffmesser befestigt. Das Foto zeigt zwei Klingen, aber Sie können vier herstellen, indem Sie zwei weitere ähnliche Klingen in einem Winkel von 90 ° anschrauben. Für eine höhere Steifigkeit sollte unter den Schraubenköpfen eine gemeinsame Platte angebracht werden. Dadurch werden die Klingen fester an den Flansch gedrückt.
Kunststoffprodukte halten nicht lange. Solche Rotorblätter halten längerem Wind mit einer Geschwindigkeit von mehr als 20 m/s nicht stand.
Der Generator wird in ein Rohrstück eingesetzt und mit diesem verschraubt.
Am Ende des Rohres ist eine Wetterfahne angebracht, bei der es sich um eine durchbrochene und leichte Struktur aus Duraluminium handelt. Der Windgenerator ist auf einer geschweißten Vertikalachse gelagert, die drehbar in das Mastrohr eingesetzt ist. Zur Reduzierung der Reibung können unter dem Flansch ein Drucklager oder Polymerscheiben eingebaut werden.
Bei den meisten Konstruktionen enthält die Windmühle einen Gleichrichter, der am beweglichen Teil befestigt ist. Dies ist aufgrund der zunehmenden Trägheit unpraktisch. Die Elektroplatine kann unten platziert werden und die Kabel vom Generator können dorthin geführt werden. Typischerweise gehen von einem Schrittmotor bis zu 6 Drähte aus, die zwei Spulen entsprechen. Sie benötigen Schleifringe, um Strom vom beweglichen Teil zu übertragen. Es ist ziemlich schwierig, Bürsten darauf anzubringen. Der Stromsammelmechanismus ist möglicherweise komplexer als der Windgenerator selbst. Es wäre auch besser, die Windmühle so zu platzieren, dass die Generatorwelle vertikal steht. Dann verheddern sich die Drähte nicht um den Mast. Solche Windgeneratoren sind komplexer, aber ihre Trägheit ist geringer. Ein Kegelrad wäre hier genau richtig. In diesem Fall können Sie die Drehzahl der Generatorwelle erhöhen, indem Sie mit Ihren eigenen Händen die erforderlichen Gänge auswählen.
Nachdem Sie die Windkraftanlage in einer Höhe von 5–8 m befestigt haben, können Sie mit der Durchführung von Tests beginnen und Daten zu ihren Fähigkeiten sammeln, um in Zukunft eine fortschrittlichere Konstruktion zu installieren.
Derzeit werden Windgeneratoren mit vertikaler Achse immer beliebter.
Einige Designs halten sogar Hurrikanen gut stand. Bewährt haben sich kombinierte Strukturen, die bei jedem Wind funktionieren.
Abschluss
Der Windgenerator mit geringer Leistung arbeitet aufgrund seiner geringen Trägheit zuverlässig. Es lässt sich leicht zu Hause herstellen und wird hauptsächlich zum Aufladen kleiner Batterien verwendet. Es kann in einem Landhaus, auf dem Land oder auf einem Campingausflug nützlich sein, wenn Probleme mit der Elektrizität auftreten.
Als ich mit dem Fahrrad an Sommerhäusern vorbeifuhr, sah ich einen funktionierenden Windgenerator. Die großen Rotorblätter drehten sich langsam aber sicher, die Wetterfahne richtete das Gerät in Windrichtung aus.
Ich wollte ein ähnliches Design umsetzen, obwohl es nicht in der Lage ist, ausreichend Strom zu erzeugen, um „ernsthafte“ Verbraucher zu versorgen, aber dennoch funktioniert und beispielsweise Batterien lädt oder LEDs mit Strom versorgt.
Eine der effektivsten Optionen für einen kleinen selbstgebauten Windgenerator ist die Verwendung Schrittmotor(SD) (Englisch) Schrittmotor (Schrittmotor).) – bei einem solchen Motor besteht die Drehung der Welle aus kleinen Schritten. Die Wicklungen des Schrittmotors werden zu Phasen zusammengefasst. Wenn einer der Phasen Strom zugeführt wird, bewegt sich die Welle um einen Schritt.
Diese Motoren sind langsame Geschwindigkeit und ein Generator mit einem solchen Motor kann ohne Getriebe an eine Windkraftanlage, einen Stirlingmotor oder eine andere langsam laufende Stromquelle angeschlossen werden. Bei Verwendung eines konventionellen (Kommutator-)Motors als Generator Gleichstrom Um die gleichen Ergebnisse zu erzielen, wäre eine 10- bis 15-mal höhere Rotationsgeschwindigkeit erforderlich.
Ein Merkmal des Steppers ist ein relativ hohes Startmoment (auch ohne an den Generator angeschlossene elektrische Last), das 40 Gramm Kraft pro Zentimeter erreicht.
Der Wirkungsgrad eines Generators mit Schrittmotor erreicht 40 %.
Um die Funktion des Schrittmotors zu überprüfen, können Sie beispielsweise eine rote LED anschließen. Durch Drehen der Motorwelle können Sie das Leuchten der LED beobachten. Die Polarität des LED-Anschlusses spielt keine Rolle, da der Motor Wechselstrom erzeugt.
Solche Schätze gibt es genug leistungsstarke Motoren sind 5-Zoll-Diskettenlaufwerke sowie ältere Drucker und Scanner.
Ich habe zum Beispiel eine SD von einem alten 5,25″-Diskettenlaufwerk, das noch dabei war ZX-Spektrum– ein kompatibler Computer „Byte“.
Ein solcher Antrieb enthält zwei Wicklungen, aus deren Enden und Mitte Rückschlüsse gezogen werden – insgesamt sechs Drähte:
erste Wicklung Spule 1) – blau (Englisch) Blau) und gelb (dt. Gelb);
zweite Wicklung Spule 2) – rot (Englisch) Rot) und weiß (Englisch) Weiß);
braun braun) Drähte – Leitungen von den Mittelpunkten jeder Wicklung (eng. Mittelhähne).
Zerlegter Schrittmotor
Links sieht man den Motorrotor, auf dem „gestreifte“ Magnetpole sichtbar sind – Nord und Süd. Rechts sieht man die Statorwicklung, bestehend aus acht Spulen.
Der Widerstand der halben Wicklung beträgt
Ich habe diesen Motor im ursprünglichen Design meiner Windkraftanlage verwendet.
Mir steht ein leistungsschwächerer Schrittmotor zur Verfügung T1319635 Firmen Epoch Electronics Corp. vom Scanner HP Scanjet 2400 Es hat fünf Ausgänge (unipolarer Motor):
erste Wicklung Spule 1) – orange (Englisch) orange) und schwarz (Englisch) Schwarz);
zweite Wicklung Spule 2) – braun (Englisch) braun) und gelb (dt. Gelb);
rot (Englisch) Rot) Draht – Anschlüsse, die vom Mittelpunkt jeder Wicklung aus miteinander verbunden sind (eng. Mittelhähne).
Der Widerstand der halben Wicklung beträgt 58 Ohm, was auf dem Motorgehäuse angegeben ist.
In einer verbesserten Version des Windgenerators habe ich einen Schrittmotor verwendet Robotron SPA 42/100-558, in der DDR hergestellt und für 12 V ausgelegt:
Für die Lage der Achse des Laufrads (Turbine) eines Windgenerators gibt es zwei Möglichkeiten – horizontal und vertikal.
Vorteil horizontal(am beliebtesten) Standort Die Ausrichtung der Achse in Windrichtung ermöglicht eine effizientere Nutzung der Windenergie, der Nachteil liegt in der komplizierten Konstruktion.
Ich habe gewählt vertikale Anordnung Achsen – VAWT (Windkraftanlage mit vertikaler Achse), was das Design erheblich vereinfacht und erfordert keine Ausrichtung in Windrichtung . Diese Option eignet sich besser für die Montage auf dem Dach; sie ist bei schnellen und häufigen Windrichtungswechseln wesentlich effektiver.
Ich habe eine Art Windturbine namens Savonius-Windturbine verwendet. Savonius-Windkraftanlage). Es wurde 1922 erfunden Sigurd Johannes Savonius) aus Finnland.
Sigurd Johannes Savonius
Der Betrieb der Savonius-Windkraftanlage basiert auf dem Widerstand ziehen) der entgegenkommende Luftstrom – der Wind der konkaven Oberfläche des Zylinders (Blatts) ist größer als der der konvexen.
Luftwiderstandsbeiwerte ( Englisch Luftwiderstandsbeiwerte) $C_D$
konkave Hälfte des Zylinders (1) – 2,30
konvexe Hälfte des Zylinders (2) – 1,20
flache quadratische Platte – 1,17
konkave Hohlhalbkugel (3) – 1,42
konvexe Hohlhalbkugel (4) – 0,38
Die angegebenen Werte beziehen sich auf Reynolds-Zahlen. Reynolds-Zahlen) im Bereich $10^4 – 10^6$. Die Reynolds-Zahl charakterisiert das Verhalten eines Körpers in einem Medium.
Körperwiderstandskraft gegen Luftströmung $ =<<1 \over 2>S\rho
Eine solche Windkraftanlage dreht sich unabhängig von der Windrichtung in die gleiche Richtung:
Ein ähnliches Funktionsprinzip wird beim Schalenstern-Anemometer verwendet. Becheranemometer)– ein Gerät zur Messung der Windgeschwindigkeit:
Ein solches Anemometer wurde 1846 vom irischen Astronomen John Thomas Romney Robinson erfunden ( John Thomas Romney Robinson):
Robinson glaubte, dass sich die Becher in seinem Anemometer mit vier Bechern mit einem Drittel der Windgeschwindigkeit bewegten. In der Realität liegt dieser Wert zwischen zwei und etwas mehr als drei.
Derzeit werden vom kanadischen Meteorologen John Patterson entwickelte Dreibecher-Anemometer zur Messung der Windgeschwindigkeit verwendet. John Patterson) im Jahr 1926:
Generatoren auf Basis von bürstenbehafteten Gleichstrommotoren mit vertikaler Mikroturbine werden bei verkauft Ebay für etwa 5 $:
Eine solche Turbine enthält vier entlang zweier senkrechter Achsen angeordnete Schaufeln mit einem Laufraddurchmesser von 100 mm, einer Schaufelhöhe von 60 mm, einer Sehnenlänge von 30 mm und einer Segmenthöhe von 11 mm. Das Laufrad ist mit Markierungen auf der Welle eines Kommutator-Gleichstrom-Mikromotors montiert JQ24-125p70. Die Nennversorgungsspannung eines solchen Motors beträgt 3. 12 V.
Die von einem solchen Generator erzeugte Energie reicht aus, um eine „weiße“ LED zum Leuchten zu bringen.
Drehzahl der Savonius-Windkraftanlage Die Windgeschwindigkeit darf nicht überschritten werden , aber gleichzeitig zeichnet sich dieses Design aus hohes Drehmoment (Englisch) Drehmoment).
Der Wirkungsgrad einer Windkraftanlage lässt sich beurteilen, indem man die vom Windgenerator erzeugte Leistung mit der Leistung des durch die Anlage wehenden Windes vergleicht:
$P =<1\over 2>\rho S
Anfänglich verwendete das Laufrad meines Generators vier Schaufeln in Form von ausgeschnittenen Zylindersegmenten (Hälften). Kunststoffrohre:
Segmentlänge – 14 cm;
Segmenthöhe – 2 cm;
Segmentsehnenlänge – 4 cm;
Ich habe die zusammengebaute Struktur auf einem ziemlich hohen (6 m 70 cm) Holzmast aus Holz installiert, der mit selbstschneidenden Schrauben an einem Metallrahmen befestigt ist:
Der Nachteil des Generators war durchaus hohe Geschwindigkeit Wind, der zum Drehen der Rotorblätter erforderlich ist. Um die Oberfläche zu vergrößern, habe ich ausgeschnittene Klingen verwendet Plastikflaschen:
Segmentlänge – 18 cm;
Segmenthöhe – 5 cm;
Segmentsehnenlänge – 7 cm;
der Abstand vom Segmentanfang bis zur Mitte der Rotationsachse beträgt 3 cm.
Es stellte sich heraus, dass das Problem in der Stärke der Klingenhalter lag. Zunächst habe ich perforierte Aluminiumstreifen aus einem sowjetischen Kinderbaukasten mit einer Dicke von 1 mm verwendet. Nach mehrtägigem Betrieb führten starke Windböen zum Bruch der Lamellen (1). Nach diesem Misserfolg habe ich beschlossen, die Klingenhalter aus 1,8 mm dicker Folienplatine (2) zu schneiden:
Die Biegefestigkeit der Leiterplatte senkrecht zur Platte beträgt 204 MPa und ist vergleichbar mit der Biegefestigkeit von Aluminium – 275 MPa. Aber der Elastizitätsmodul von Aluminium $E$ (70.000 MPa) ist viel größer als der von PCB (10.000 MPa), d. h. Texolith ist viel elastischer als Aluminium. Dies führt meiner Meinung nach unter Berücksichtigung der größeren Dicke der Textolithalter zu einer wesentlich größeren Zuverlässigkeit der Befestigung der Rotorblätter des Windgenerators.
Der Windgenerator ist auf einem Mast montiert:
Der Probebetrieb der neuen Version des Windgenerators zeigte seine Zuverlässigkeit auch bei starken Windböen.
Der Nachteil der Savonius-Turbine ist geringe Effizienz – nur etwa 15 % der Windenergie werden in Wellenrotationsenergie umgewandelt (das ist viel weniger, als mit erreicht werden kann). Windkraftanlage Daria(Englisch) Darrieus-Windkraftanlage)), mit Hebekraft (eng. Aufzug). Diese Art von Windkraftanlage wurde vom französischen Flugzeugkonstrukteur Georges Darrieux erfunden. (Georges Jean Marie Darrieus) – 1931 US-Patent Nr. 1.835.018 .
Der Nachteil der Daria-Turbine besteht darin, dass sie über einen sehr schlechten Selbststart verfügt (um Drehmoment aus dem Wind zu erzeugen, muss die Turbine bereits hochdrehen).
Umwandlung von durch Schrittmotor erzeugter Elektrizität
Die Schrittmotorleitungen können an zwei Brückengleichrichter aus Schottky-Dioden angeschlossen werden, um den Spannungsabfall an den Dioden zu reduzieren.
Sie können gängige Schottky-Dioden verwenden 1N5817 mit einer maximalen Sperrspannung von 20 V, 1N5819– 40 V und ein maximaler direkter durchschnittlicher gleichgerichteter Strom von 1 A. Ich habe die Ausgänge der Gleichrichter in Reihe geschaltet, um die Ausgangsspannung zu erhöhen.
Sie können auch zwei Mittelpunktgleichrichter verwenden. Ein solcher Gleichrichter benötigt halb so viele Dioden, gleichzeitig halbiert sich aber die Ausgangsspannung.
Anschließend wird die pulsierende Spannung mit einem kapazitiven Filter – einem 1000 µF-Kondensator bei 25 V – geglättet. Zum Schutz vor erhöhter erzeugter Spannung ist eine 25-V-Zenerdiode parallel zum Kondensator geschaltet.
mein Windgenerator-Diagramm
Elektronikeinheit meines Windgenerators
Bei windigem Wetter Spannung müßige Bewegung Am Ausgang der Elektronikeinheit des Windgenerators erreicht er 10 V und der Kurzschlussstrom beträgt 10 mA.
VERBINDUNG MIT JOULE THIEF
Anschließend kann die geglättete Spannung vom Kondensator angelegt werden Joule-Dieb– Unterspannung DC-DC Konverter. Ich habe einen solchen Konverter auf Germaniumbasis zusammengebaut pnp-Transistor GT308V ( VT) und Impulstransformator MIT-4V (Spule L1– Schlussfolgerungen 2-3, L2– Schlussfolgerungen 5-6):
Widerstandswert R wird experimentell ausgewählt (abhängig vom Transistortyp) – es empfiehlt sich, einen variablen Widerstand von 4,7 kOhm zu verwenden und seinen Widerstand schrittweise zu reduzieren, um einen stabilen Betrieb des Wandlers zu erreichen.
mein Konverter Joule-Dieb
LADUNG VON IONISTERN (SUPERKONDENSATOREN)
Ionistor (Superkondensator, Englisch) Superkondensator) ist ein Hybrid aus einem Kondensator und einer chemischen Stromquelle.
Ionistor – unpolar Element, aber einer der Anschlüsse kann mit einem „Pfeil“ markiert sein, um die Polarität der Restspannung nach dem Laden beim Hersteller anzuzeigen.
Für die erste Forschung habe ich einen Ionistor verwendet 5R5D11F22H mit einer Kapazität von 0,22 F für eine Spannung von 5,5 V (Durchmesser 11,5 mm, Höhe 3,5 mm):
Ich habe es über eine Diode an den Ausgang angeschlossen Joule-Dieb durch eine Germaniumdiode D310.
Um die maximale Ladespannung des Ionistors zu begrenzen, können Sie eine Zenerdiode oder eine LED-Kette verwenden – ich verwende eine Kette aus zwei rote LEDs:
Um die Entladung eines bereits geladenen Ionistors durch Begrenzungs-LEDs zu verhindern HL1 Und HL2 Ich habe noch eine Diode hinzugefügt - VD2.
Mein selbstgebauter Windgenerator an einem Schrittmotor, Meine spannenden und gefährlichen Experimente
Mein selbstgebauter Windgenerator mit Schrittmotor. Als ich mit dem Fahrrad an Sommerhäusern vorbeifuhr, sah ich einen funktionierenden Windgenerator. Die großen Flügel drehten sich langsam aber sicher, die Wetterfahne
Schrittmotor als Generator?
Ich hatte einen Schrittmotor herumliegen und beschloss, ihn als Generator zu verwenden. Der Motor wurde aus einem alten Nadeldrucker ausgebaut, die Aufschrift lautet wie folgt: EPM-142 EPM-4260 7410. Der Motor war unipolar, was bedeutet, dass dieser Motor 2 Wicklungen mit einem Abgriff in der Mitte hat, der Widerstand beträgt Die Wicklungen waren 2x6 Ohm.
Für den Test benötigen Sie einen weiteren Motor, um den Schrittmotor anzutreiben. Der Aufbau und die Montage der Motoren sind in den folgenden Abbildungen dargestellt:
Wir starten den Motor sanft, damit der Gummi nicht abfliegt. Ich muss das sagen hohe Geschwindigkeit Es fliegt immer noch weg, deshalb habe ich die Spannung nicht über 6 Volt erhöht.
Wir schließen das Voltmeter an und beginnen mit dem Testen. Zuerst messen wir die Spannung. 
Ich denke, dass es nicht nötig ist, etwas zu erklären, und auf dem Foto unten ist alles klar. Die Spannung betrug 16 Volt, die Drehzahl des Motors ist nicht hoch, ich denke, wenn man ihn stärker hochdreht, kann man alle 20 Volt herausquetschen.
Wir stellen die Spannung auf etwas weniger als 5 Volt ein, sodass der Schrittmotor nach der Brücke etwa 12 Volt erzeugt.
Es scheint! Gleichzeitig sank die Spannung von 12 Volt auf 8 Volt und der Motor begann etwas langsamer zu drehen. Der Kurzschlussstrom ohne LED-Streifen betrug 0,08 A – ich möchte Sie daran erinnern, dass der Spin-up-Motor NICHT mit voller Leistung arbeitete, und vergessen Sie nicht die zweite Wicklung des Schrittmotors, Sie können nicht einfach parallel schalten Sie, und ich wollte die Schaltung nicht zusammenbauen.
Ich denke, man kann aus einem Schrittmotor einen guten Generator machen, ihn an ein Fahrrad anbauen oder darauf basierend einen Windgenerator bauen.
Schrittmotor als Generator? Meander – unterhaltsame Elektronik
Schrittmotor als Generator? Ich hatte einen Schrittmotor herumliegen und beschloss, ihn als Generator zu verwenden. Der Motor wurde aus einem alten Nadeldrucker ausgebaut, die Beschriftungen
Ein Schrittmotor ist nicht nur ein Motor, der verschiedene Geräte (Drucker, Scanner usw.) antreibt, sondern auch ein guter Generator! Der Hauptvorteil eines solchen Generators besteht darin, dass er keine hohen Drehzahlen benötigt. Mit anderen Worten: Schon bei niedrigen Drehzahlen produziert der Schrittmotor recht viel Energie. Das heißt, ein normaler Fahrradgenerator benötigt erste Umdrehungen, bis die Taschenlampe mit hellem Licht zu leuchten beginnt. Dieser Nachteil entfällt bei Verwendung eines Schrittmotors.
Der Schrittmotor hat wiederum auch eine Reihe von Nachteilen. Der wichtigste davon ist die große magnetische Anbringung.
Ohnehin. Zuerst müssen wir einen Schrittmotor finden. Hier gilt die Regel: Je größer der Motor, desto besser.
Beginnen wir mit dem Größten. Ich habe ihn zum Drucken aus dem Plotter gerissen, es ist so ein großer Drucker. Der Motor sieht ziemlich groß aus.
Bevor ich Ihnen das Stabilisierungs- und Leistungsdiagramm zeige, möchte ich Ihnen zeigen, wie Sie es an Ihrem Fahrrad befestigen.
Hier ist eine weitere Option mit einem kleineren Motor.
Ich denke, jeder von Ihnen wird beim Bauen die für ihn am besten geeignete Option wählen.
Nun ist es an der Zeit, über Laternen und Stromkreise zu sprechen. Selbstverständlich sind alle Leuchten LED-Leuchten.
Die Gleichrichterschaltung ist konventionell: ein Block aus Gleichrichterdioden, ein Paar Hochleistungskondensatoren und ein Spannungsstabilisator.
Typischerweise gehen vom Schrittmotor vier Drähte aus, die zwei Spulen entsprechen. Daher gibt es in der Abbildung zwei Gleichrichterblöcke.
